太空垃圾威胁航天飞机安全

美国“发现”号航天飞机的重返太空之旅看来不太顺。糟糕的天气和技术问题使它一再推迟发射。

殊不知,除了天气和技术因素,在宇宙中还有另外一种威胁等待着航天飞机,这就是太空垃圾。几周前,“发现”号航天飞机被迫推迟发射,就是因为地面控制中心发现一块太空垃圾有撞击国际空间站的危险。

类似的危险状况国际空间站几乎每年都要碰到一次,因为国际空间站的轨道周围有很多太空垃圾。自从1957年苏联把第一颗人造卫星射入太空,至今人类已经发射了5500个卫星、火箭、探测器等太空飞行物。虽然在过去的10年里,人们开始注意太空垃圾的危害,并应用卫星和火箭回收技术进行回收,但滞留在茫茫宇宙中的太空垃圾还是不计其数。

废弃的卫星和末端火箭是太空垃圾的一种,而更具危险的是由飞行器爆炸或撞击留下的无数碎片,这些碎片大小不一,速度不等,地面控制中心对这些碎片的行踪很难控制。目前,大于10厘米的太空碎片的危害程度还不是很大,美国太空监视网络储存了距离地面2000千米的高空内的所有大于1米的太空垃圾数据,这些可识别的太空垃圾约有9600块。通常卫星的飞行高度距离地球700至900千米,载入飞船为400至500千米,太空望远镜为36000千米。

德国不伦瑞克技术大学航空航天飞行系统研究所专家卡斯藤•魏德曼称,“最具潜在危险的是1至10厘米大小之间的太空垃圾。”这种尺寸的太空垃圾估计有60万个,飞行速度一般在每小时3万千米,其速度之快、数目之多,使地面控制中心对其行踪无法完全掌握。而更小的微米量级的太空粒子数目超过1.5亿个,这种微米粒子对太空飞行器的损害同样不可低估。专家对“哈勃”太空望远镜的修复过程中发现,在40平方米的望远镜表面上有上千个撞击痕迹,有174个洞。为了更好地防范这些太空粒子,欧洲空间局委托不伦瑞克技术大学开发了一种叫“马斯特”的模拟程序,用统计学的分析给出了粒子可能碰撞的速度、大小和方向。

然而,尽管人类能够实现预测,但仍然无法完全避免碰撞的危险。德国弗劳恩霍夫短时动力学研究所专家弗兰克•谢弗认为,“预防厘米级的太空垃圾没有有效的办法。”目前在国际空间站上应用的一种方法是在飞行器外层包上一层1毫米厚的金属铝壳,这层铝保护层与飞行器的外壁间隔几厘米,当太空垃圾撞击空间站时,该铝保护层可以吸收和分散撞击能量,使其不影响到空间站的内层。但这种保护措施仅适合于对付直径在1厘米以下的太空垃圾。对于将与国际空间站对接的欧洲研制的“哥伦布实验舱”,谢弗及其同事准备采用陶瓷和芳纶纤维组成的隔离层,以达到更好的保护效果。(本报柏林7月3日电)